課程思政理念下應(yīng)用光學課程建設(shè)的探索與實踐

張玲玲 丁冬艷 鄭武 朱榮剛

[摘 要]新時代課程思政的推進是將價值引領(lǐng)、知識傳授和能力培養(yǎng)相結(jié)合，以幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀和價值觀。文章簡要陳述課程思政建設(shè)的背景和目標，結(jié)合應(yīng)用光學這門專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容和特點，從教師思政素質(zhì)、課堂教學中的思政元素、實踐環(huán)節(jié)的思政元素、課堂的教學方式等方面探索專業(yè)知識與育人元素融合的實踐途徑。

[關(guān)鍵詞]課程思政;應(yīng)用光學;學生中心

[基金項目]2020年金陵科技學院校級“科教融合”項目“基于PT對稱超表面透鏡的成像研究”（2020KJRH32）

[作者簡介]張玲玲（1982—），女，江蘇連云港人，博士，金陵科技學院講師，主要從事光電信息研究。

[中圖分類號] G641[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-08-11

一、引言

當今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新時代的中國不僅是經(jīng)濟和社會向高質(zhì)量發(fā)展的過渡時期，而且是各種矛盾、問題、思想更加紛繁復(fù)雜的歷史時期。對于生活在這個時代背景下的年輕大學生來說，他們面臨著各種價值觀與社會思想之間的碰撞、摩擦、溝通和融合。體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）論語中記錄“君子喻于義”，表明君子重視道義;“小人喻于利”，表明小人重視利益。這類古訓已經(jīng)不能束縛現(xiàn)今的大學生，同時，他們又不希望被物質(zhì)利益所征服，希望擁有精神上的充實。因此當物質(zhì)層面和精神生活層面難以兼顧的時候，大學生的價值追求常常受到困擾;（2）當個體的利益與集體的利益不一致時，哪種利益需要優(yōu)先考慮，青年學子的態(tài)度不夠確定。這使得當代青年學子在理論上注重集體，落實到具體事情時，又趨向個人的利益。因此在集體的利益與個體的利益哪個放在首位這個問題上存在困惑;（3）受金錢崇拜和實用主義的影響，當代大學生缺乏對崇高價值信念目標的追求，使他們在理想和現(xiàn)實之間徘徊不定，存在價值目標定位的困惑;（4）當代大學生在求職時，價值觀已經(jīng)表現(xiàn)出理性和務(wù)實。在選擇工作時，他們除了考慮工資待遇、工作環(huán)境等基本因素外，還對職業(yè)發(fā)展做出規(guī)劃。但是，如果實際情況與自己的預(yù)期不一致時，就會表現(xiàn)得失落，看問題的角度變得悲觀。他們常常容易盲目地追隨潮流，無法加強自己的看法，也無法隨意改變自己的計劃。所以他們一方面表現(xiàn)出很強的競爭進取意識，另一方面又對職業(yè)發(fā)展中遇到的困難準備不足，這種由反差造成的困惑時有發(fā)生。面對這類價值觀困惑問題，對于很多大學生而言正確解決并不容易，因為他們正處于成長的重要階段。他們的價值觀、生活觀和世界觀還沒有穩(wěn)定地形成，他們的經(jīng)驗淺薄，文化積累不足，辨別能力和認知能力較弱，因此當他們面對各種價值沖突和對抗時，很難在短時間清楚地區(qū)分，并做出正確的權(quán)衡和選擇。因此，在當前各種思潮、各種文化交流和沖突更加頻繁的時代，如何讓主流意識形態(tài)發(fā)揮出正能量，增強主流意識形態(tài)對重要問題的闡釋力，促進學生獲得正確的價值觀和政治認同，也是思想政治教育的新課題。

思想政治教育在培養(yǎng)大學生的世界觀，生活觀和價值觀方面發(fā)揮著重要作用。高校作為思想教育的前沿，應(yīng)適應(yīng)時代的發(fā)展，創(chuàng)新教學方法，堅持以立德樹人為中心，在整個教學過程中堅持思政工作。

完整的高等教育應(yīng)包括思想政治教育和專業(yè)知識教育。為了確保高校這兩種教育內(nèi)容的協(xié)同作用，政府提出了在課程中開展思想政治教育的教學理念。希望通過課堂教學來增強思想政治教育的親和力和針對性，從而滿足學生成長和發(fā)展中的需求和期望。因此，要求教師在教學過程中將價值的引領(lǐng)、知識的傳授、能力的培養(yǎng)結(jié)合起來。通過充分挖掘每門課程的思想政治元素，可以將思想指導(dǎo)和價值觀的培養(yǎng)融入每門課程的教學中。本文以應(yīng)用光學課程為例，從教師思政素質(zhì)、課堂教學中思政元素、實踐環(huán)節(jié)思政元素、課堂的教學方式等方面探討專業(yè)課程中思想政治教育的方法。

二、應(yīng)用光學課程簡介[1]

應(yīng)用光學的內(nèi)容主要包括三個方面內(nèi)容：幾何光學原理，典型的光學系統(tǒng)以及成像質(zhì)量評價分析理論。幾何光學基本原理部分包括光線、折射、反射等的基本概念，理想成像理論和計算方法，共軸球面系統(tǒng)和平面棱鏡系統(tǒng)的理論和應(yīng)用;典型的光學成像系統(tǒng)部分包括眼睛、顯微鏡系統(tǒng)、望遠鏡系統(tǒng)和照相機系統(tǒng)，并了解一些特殊的光學系統(tǒng)知識;成像質(zhì)量評價分析理論將光學系統(tǒng)的相差分為軸上像點的像差和軸外像點的像差，探討成因、現(xiàn)象、影響以及像差校正的基本方法。

應(yīng)用光學是一門實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，既包含基礎(chǔ)理論知識，又包含光路調(diào)整設(shè)計、分析、搭建等實操內(nèi)容。任課教師應(yīng)根據(jù)應(yīng)用光學的課程特點挖掘蘊含在這門課中的思政元素，通過介紹光學對國民經(jīng)濟發(fā)展的重要作用、光學領(lǐng)域的分支、進展和應(yīng)用融入應(yīng)用光學的課程思政教學元素，探索價值與知識、能力相結(jié)合的有效途徑，使課程既有知識的傳授、能力的培養(yǎng)，又有價值的塑造。

三、應(yīng)用光學課程思政方案的探索與實踐

（一）提升教師思政素質(zhì)

課程中的思想政治教育不是針對特定的課程或課程群，而是指大學課程具有傳授知識和提供思想政治教育的雙重功能，從而使學生可以培養(yǎng)為既具有專業(yè)技術(shù)能力，又對世界，人生和價值有正確認識。課程中的思想政治教育也意味著思維方式。要求教師在專業(yè)教學過程中對學生進行思想政治教育，把它作為主要目標。然而，課程中的思想政治教育并不意味著改變專業(yè)課程的原始屬性，也不意味著將其全部轉(zhuǎn)化為思想政治課程或?qū)⑵湟暈樗枷胝握n程，而是在充分發(fā)揮課程的立德功能，完善專業(yè)思想的基礎(chǔ)上進行。利用思政元素，將價值的塑造包含在專業(yè)知識中。將理想和信念的精神指導(dǎo)整合到知識學習中，課程將轉(zhuǎn)變?yōu)樗枷胝谓逃挠行Ы虒W載體。

課程思政治教育建設(shè)是一個涉及多個方面的復(fù)雜項目。由于每個學科和專業(yè)都有自己的知識體系和獨特特征，因此需要對如何在課程中進行思想政治教育進行專門研究。結(jié)論是應(yīng)根據(jù)專業(yè)課程的特點制定教學計劃，將思想政治因素納入教學目標，內(nèi)容和方法。教師必須對課程中的思想政治教育有更深入的了解。在課程中實施思想教育，是要把科學的思維方法，行為的基本原則和為國家服務(wù)的責任心納入各種課程的教學中。在設(shè)定教學目標的同時，要充分挖掘具有專業(yè)課程特色的思政元素，擴展教學內(nèi)容，指導(dǎo)學生樹立適當?shù)氖澜缬^，人生觀和價值觀。

（二）應(yīng)用光學課堂教學思政元素的融入[2]

1.從光學的發(fā)展過程看，對事物的本質(zhì)認識是永無止境的。課程緒論部分介紹應(yīng)用光學在整個光學體系中所處的位置，在這部分可插入關(guān)于光學發(fā)展歷程的簡要介紹。光學是一個歷久常新的學科，研究內(nèi)容非常廣泛，涉及光的產(chǎn)生、光的傳播規(guī)律、光學成像、光與物質(zhì)之間的相互作用以及光的本質(zhì)問題等。光，通常指的是可見光，波長大約在380—780納米范圍，能夠引起人的視覺反應(yīng)，屬于電磁波的一個波段。所以與其他形式的電磁波（例如X射線，微波和無線電波）遵循相同的電磁方程。大多數(shù)光學現(xiàn)象可以用光的經(jīng)典電磁理論來解釋。電磁輻射以兩個相互耦合的矢量波（電場波和磁場波）的形式傳播。這種光的模型稱為電磁光學。但是在實踐中對光進行完整的電磁描述時，通常處理上比較復(fù)雜，計算量大。因而如果不涉及發(fā)射、吸收等光與物質(zhì)相互作用的微觀過程，許多光學現(xiàn)象可將光用單個標量波函數(shù)來簡化，用以研究光的波動性（干涉、衍射、偏正等）。這種處理光的近似方法稱為波動光學。當光的波長可視為極短，也就是光波長遠小于周圍物體時，其波的性質(zhì)難以辨認，光的行為可以理解成是沿著光線束傳播的，遵循直線轉(zhuǎn)播、反射、折射等定律。這便是幾何光學。從數(shù)學角度看，當波長無限小時，從波動光學的方程可推導(dǎo)出幾何光學的理論。因此，電磁光學包含波動光學，而波動光學又包含幾何光學。盡管電磁光學提供了經(jīng)典光學范圍內(nèi)對光的最完整處理，但某些光學現(xiàn)象在分子尺度或原子尺度上研究，本質(zhì)上具有量子力學特征，因此無法經(jīng)典地給出解釋。這類光學的內(nèi)容，稱為量子光學。從歷史上看，光學理論大致按以下順序發(fā)展：幾何光學→波動光學→電磁光學→量子光學。這些模型被相繼開發(fā)，變得越來越復(fù)雜和精密，為日益精細和精確的光學實驗結(jié)果提供解釋。

從以上介紹的光學發(fā)展進程可以看出，人們的認知過程受到客觀事物發(fā)展和本質(zhì)表現(xiàn)程度的限制，并受科學技術(shù)條件的制約，因此探索是無止境的。正如毛澤東在《實踐論》中指出：“實踐，認識，再實踐，再認識，這種形式，循環(huán)往復(fù)以至無窮……”這是人類認識發(fā)展的總規(guī)律。盡管人們在理解光的本質(zhì)上已經(jīng)取得了巨大的成就，但是仍然需要深化，光學仍在發(fā)展。

2.光的直線傳播定律與中國古代光學發(fā)展。在講解光的直線傳播定律時，可穿插中國古代在光學領(lǐng)域的成就，例如，中國春秋時期的學者墨子同學生一起做小孔成像實驗。《墨經(jīng)》中記載：“光之人，煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故成景于上;首敝上光，故成景于下。在遠近有端與于光故景障內(nèi)也?！币馑际钦f，光線照在人身上，就像從針孔中射出的箭矢一樣。人體的下部成像在屏幕的高處，而人體的上部成像在屏幕的下方。原因是來自頭部的光線被上部遮擋，因此圖像位于底部。腳部發(fā)出的光線被下部遮擋，因此圖像位于上部。由于光路中有個針孔，所以屏幕上的圖像很明亮?！赌?jīng)》中的這段文字不僅對小孔成像現(xiàn)象進行了生動地描述，而且指出了光的直線傳播性質(zhì)。古希臘數(shù)學家歐幾里得在他的著作《光學》中也記載了類似的現(xiàn)象，但比《墨經(jīng)》的記錄要晚一百多年。所以《墨經(jīng)》被認為是世界上最早的光學知識著作。這一案例可增強同學們的自豪感和自信心，激發(fā)他們發(fā)奮圖強，努力使自己成為國家的有用人才。

3.全反射理論與“光纖之父”高錕。光的全反射是“幾何光學”的重要的知識點之一，也是光纖通信的理論基礎(chǔ)。在課堂中講到全反射這部分內(nèi)容時，可穿插介紹光纖通信的基本原理以及對此有開創(chuàng)貢獻的華裔物理學家高錕的傳記。

早在20世紀60年代，高錕就在一篇論文中提出了光纖及其在通信中的應(yīng)用，但起初并未被廣泛接受。然而，他沒有放棄，繼續(xù)研究并深入改進該技術(shù)。1981年，首個光纖系統(tǒng)成功落地，光纖在通信領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用，高錕因此被稱為“光纖之父”。在這部分內(nèi)容中不僅要介紹高錕的偉大成績，還要傳播他不畏質(zhì)疑、積極探索的勇氣，鍥而不舍的精神。激發(fā)學生學習熱情，教育學生既要放眼未來，又要腳踏實地。

4.望遠鏡與“中國天眼”FAST。在“望遠鏡工作原理”的理論教學過程中，可介紹中國自主研發(fā)的被稱為“中國天眼”的FAST。FAST于2016年9月首次亮相，2020年1月11日，成功通過了國家驗收并開始正式運營。FAST是世界上最大的單孔徑射電望遠鏡，主表面直徑為500米，最大有效孔徑為300米。接收器艙由六根電纜驅(qū)動，六根電纜通過六個塔與機械驅(qū)動器相連。指向和跟蹤可以通過重塑主表面形狀并在彎曲的光圈平面上操縱聚焦艙來實現(xiàn)。這種概念可以訪問更大的天空區(qū)域（偏角-14°至+66°），在區(qū)分射頻干擾方面提供了前所未有的測量速度和效率。在測試和早期科學運行期間，F(xiàn)AST已開始進行天文發(fā)現(xiàn)，尤其是各種脈沖星，包括毫秒脈沖星、雙星等。現(xiàn)今多個國家的頂尖科研團隊正在開展FAST有關(guān)的天文學研究。我們不知道它還將發(fā)現(xiàn)什么，但FAST可能深刻地提升我們對宇宙的認識。這一案例體現(xiàn)了中國在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的突破，大國需要重器。進而激勵學生好好學習，奮勇當先，為科技強國貢獻力量。

（三）實踐環(huán)節(jié)融入思政理念

應(yīng)用光學是一門工程類課程，既有基礎(chǔ)理論，又與實踐密切相關(guān)。本課程的實踐環(huán)節(jié)包含三個實驗：“光學系統(tǒng)基點測量實驗”“平行光管使用及透鏡焦距測量實驗”以及“顯微鏡搭建和參數(shù)測量實驗”。這幾個實驗有下述一些特點：①實驗和理論密切結(jié)合。如果不掌握基本理論，則很難在實驗中做好，甚至有些實驗無法進行。只有在理論知識的指導(dǎo)下進行光學實驗，才能更好地理解和深化理論知識，同時提高實驗興趣。②儀器的調(diào)節(jié)要求很高。與其他實驗相比，這是光學實驗的最大特點。光學實驗中使用的儀器通常更為復(fù)雜。在許多情況下，實驗的成功與否不取決于學生的整體實驗思維，而是取決于一些容易被忽視的小細節(jié)。通過在實驗實踐教學過程中融入學思合一、知行統(tǒng)一、嚴肅認真的科學作風、理論聯(lián)系實際的工程觀點等思政元素，可以規(guī)范學生的實驗行為，幫助學生獲得更理想的實驗結(jié)果，增強學生的實踐水平。

（四）適當調(diào)整傳統(tǒng)課堂的教學方式

過去一個人的全部知識中有80%左右是在學校學習階段獲得的，其余約占20%的知識是在工作階段學習的;現(xiàn)在則完全相反，在學校學習的知識約占20%，而在畢業(yè)后通過不斷學習和實踐獲得的知識約占80%。所以四年的有限時間所學的知識不足以支撐學生未來一生的發(fā)展。求知欲、綜合素質(zhì)的養(yǎng)成對學生最為關(guān)鍵。

在應(yīng)用光學教學中，我們采用線上線下混合式的教學方式，線上教學通過推送一些閱讀資料，比如一些光學前沿的探究、科學家的人物傳記、學者對一些光學領(lǐng)域問題的見解，等等，既豐富學生們的視野，又能在無形中激發(fā)他們對科學研究的興趣，還能在同學們的心目中樹立榜樣的力量。在線下傳統(tǒng)課堂教學中，增加更多的指導(dǎo)，提問和討論教學方法。線上線下混合式的教學方式擺脫原來以教師為主的灌輸?shù)慕逃?，達到以學生為主體的學習初衷[3]，可激發(fā)學生學習熱情，培養(yǎng)學生主動學習、探索性學習的能力。

四、總結(jié)

新時期各種思潮、各種文化交流與沖突愈加頻繁，高校專業(yè)課任課教師不僅應(yīng)該向?qū)W生講授專業(yè)知識與技能，還肩負著幫助學生樹立正確的價值觀和政治認同的責任。因此，高校教師必須努力探索課程思政的建設(shè)方法，踐行將專業(yè)知識與立德樹人元素相融合。

參考文獻

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[3]趙炬明，高筱卉.關(guān)于實施“以學生為中心”的本科教學改革的思考[J].中國高教研究，2017（8）：36-40.

Abstract： The promotion of "curriculum ideology and politics" in the new era is to combine value guidance， knowledge teaching and ability development， and to help students shape the correct outlook on world， life and values. This article briefly states the background and goals of "curriculum ideology and politics". Combined with the content and characteristics of the professional course of Applied Optics， it explores practical ways to integrate professional knowledge and educating elements from the ideological and political qualities of teachers， the ideological and political elements in classroom teaching， the ideological and political elements in practical links， and the classroom teaching methods.

Key words： "curriculum ideology and politics"; Applied Optics; student centered